DE3036570C2 - Wellenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellenkupplung gemäß den Merkmalen des' ersten Patentanspruches.

In der älteren, nicht vorveröffentlichen deutschen Patentanmeldung P 29 24 935 ist eine Wellenkupplung der genannten An beschrieben. Bei dieser Wellenkupplung kann, beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen, zwischen den Kupplungshälften ein Spiel vorhanden sein, welches beispielsweise beim Anfahren einer Arbeltsmaschine, zu unerwünschten großen Belastungen der Wellenkupplung führen kann. Auch bei einer Drehrlchtungsumkehrung können aufgrund eines Spieles zwischen den Kupplungshälften große Stoßbelastungen auftreten, welche für die Wellenkupplung selbst und auch für die übrigen Maschinenteile, wie z. B. Wellen und Lagerungen, nachteilig sind. Derartige Stoßbelastungen sind im Hinblick auf die erreichbare Lebensdauer von Nachteil und sie erfordern ferc-r eine entsprechend starke Dimensionierung der Wellenkupplung und auch der Maschinenteile.

Ferner Ist In der DE-PS 27 42 442 eine elastische Wellenkupplung beschrieben, deren Kupplungshälften als gleichartige Zentralräder ausgebildet sind. Auch hier greifen In die sich In radialer Richtung öffnenden Zwischenräume keilförmige Zähne eines Planetenrades ein, wobei eine Federkraft wirksam ist. Bei Belastung der Wellenkupplung gleiten die genannten keilförmigen Zähne bzw. Gleltfceile an den zugeordneten Schrägflächen der Kupplungshälften. Eine Schwenkbarkeit von Gleitflächen oder Schrägflächen ist nicht gegeben und «■ine Anpassung an den sich ändernden öffnungswinkel Ist nicht ohne weiteres möglich.

Schließlich Ist in der FR-OS 20 18 121 eine Kupplung beschrieben, die zwei Ineinander greifende Kupplungstelle aufweist. Zwischen diesen Kupplungsteilen befinden sich um Ihre jeweiligen Schwenkachsen schwenkbare Stücke. Jeweils zwei dieser Stocke sind mit Ihren zylindrischen oder auch kugelförmigen Außenflächen in entsprechenden Flächen des einen Kupplungsteils abgestützt, während ebene Flächen der genannten Stücke auf ebenen Flächen des anderen Kupplungsteil abgestützt sind. Bei Belastung findet keine radiale Gleitbewegung der genannten Stücke statt. Werden bei einer solchen Kupplung die genannten Stücke unterteilt und wird ein Federelement vorgesehen, so wird die zur Drehmomentübertragung wirksame Oberfläche nicht unwesentlich verringert; für die gleiche Drehmomentbelastung muß

eine solche Kupplung auch entsprechend größer dimensioniert werden als eine Kupplung ohne Federelemente.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wellenkupplung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß mit einem geringen konstruktiven Aufwand und bei einem kleinen -Bauvolumen ein Spiel zwischen den Kupplungshälften weitgehend vermieden wird.

Diese Aufgabe-wird durch die Im Kennzeichen des ersten Patentanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Aufgrund des vorgeschlagenen Federelements wird ein Spiel zwischen Kupplungshälften: In besonders einfacher Weise vermieden. Ferner wird eine Vorspannung zwischen den beiden Kupplungshälften erreicht, so daß auch far die gesamte Lebensdauer unter Berücksichtigung von evtl. Verschleißerscheingungen die Spielfreiheit gewährleistet werden kann. Es ist somit In einfacher Weise sichergestellt, daß in den Zwischenräumen die Gleitkeile unter allen Betriebsbedingungen sowohl an den Kupplungshälften als auch an dem ringförmigen Haltekörper anliegen. Es sei besonders darauf hingewiesen, daß der genannte ringförmige Haltekörper auch starr ausgebildet sein kann, so daß Insoweit eine drehsteife Wellenkupplung vorliegt, mit welcher bei geringer Baugröße vergleichsweise große Drehmomente übertragbar sind. Mit der Wellenkupplung Ist sowohl ein Winkelversatz der miteinander zu kuppelnden Wellen als auch ein Parallelversatz in einfacher Weise ausgleichbar. Die Wellenkupplung 1st durch geeignete Ausbildung des Federelements und/oder entsprechende. Anordnung mehrerer JO Federelemente den jeweiligen Anforderungen ohne Schwierigkeiten anpaßbar. So können beispielsweise In jedem Zwischenraum Federelemente angeordnet werden, so daß auch bei einem starr ausgebildeten ringförmigen Haltekörper die Wellenkupplung in Drehrichtung elastlsch ist und somit auch Drehschwingungen und/oder Drehstöße dämpfen kann. Durch geeignete Dimensionierung des oder der Federelemente kann bei ansonsten identisch ausgebildeten Kupplungen die jeweils gewünschte Därripfungscharakterlstlk vorgegeben werden.

Damit In einfacher Welse die Elastizität der Wellenkupplung vorgegeben werden kann, wird In einer bevorzugten, als Klauenkupplung ausgebildeten Ausführungsform der ringförmige Haltekörper nachgiebig verformbar oder elastisch ausgebildet. Der ringförmige Haltekörper ist elastisch verformbar, wenn er beim Einwirken einer äußeren Kraft verformbar ist und beim Wegfall der Kraft aufgrund seiner Inneren Federstelflgkelt seine ursprüngliche Form wieder annimmt. In diesem Sinne Ist beispielsweise ein ringförmiger ftaltekörper aus Stahl, welcher so eine vergleichsweise geringe Wanddicke aufweist, elastisch verformbar ausgebildet. Der Haltekörper Ist hinge- ' gen nur nachgiebig verformbar, wenn er beim Einwirken einer äußeren Kraft zwar verformbar Ist, aber bei Wegfall dieser Kraft seine ursprüngliche Form oder Gestalt nicht mehr einnimmt. In diesem Sinne Ist beispielsweise ein Haltekörper aus einer Schnur oder einem Drahtgeflecht, welches aus vergleichsweise dünnen Drähten besteht, nachgiebig ausgebildet. Bei einem wahlweise elastisch oder auch nachgiebig ausgebildeten Haltekörper 1st nur ein einziges Federelement erforderlich, und dennoch weist die Wellenkupplung die geforderte Elastizität auf. Nur ein einziges Federelemt wird bevorzugt vorgesehen, um mit einem möglichst geringen Herstellungsaufwand die elastische Welien- bzw. Klauenkupplung zu schaffen. Aus Gründen der Symmetrie bzw. der Unwucht können bevorzugt auch mehrere der genannten Federelemente vorgesehen werden. Der elastische oder auch nachgiebige Haltekörper wird zweckmäjßlgerwelse als Haltering ausgebildet, an dessen Innenfläche die genannten GleitkeUe bei sich radial nach außen öffnenden Zwischenräumen bzw. an dessen Außenfläche die GleitkeUe bei sich radial nach innen öffnenden Zwischenräumen anliegen. Bevorzugt wird der Haltering nachgiebig ausgebildet, da er ohne besonderen Herstellungsaufwand zu fertigen' Ist und lediglich die notwendige Bewegung der GleitkeUe ermöglichen (In radialer Richtung herausdrücken) bzw. bewirken (In radialer Richtung heretadrücken) muß. Ist hingegen der Haltekörper bzw. der Haltering, wie bekannt, elastisch ausgebildet, so kann die Federbeaufschlagung sowohl durch Jas Federelement als auch durch ,den Haltering erzielt werden. Je nach den betrieblichen Anforderungen, Einbauverhältnissen oder den zur Verfügung ste- ■ henden Werkstoffen und Bauteilen kann somit in bevorzugter Welse eine" Aufteilung der elastisch wirkenden Kraft auf das Federelement bzw. auf den Haltering vorgenommen werden. -

Nach einer weiteren, bevorzugten Aiaführungsform Ist die Wellenkupplung ebenfalls elastlscn ausgebildet, dena in jedem Zwischenraum Ist wenigstens eine der genannten vier Flächen mittels eines Federelements beaufschlagt und der Haltekörper selbst Ist elastisch oder starr ausgebildet.

In diesem Fall kann die Kupplung entweder als Klauen- oder auch als Nockenkupplung ausgebildet sein. Sofern die Klauenkupplung in beiden Drehrichtungen betrieben wird, Ist in jedem Zwischenraum ein'Gleitkeil vorzusehen. Wird hingegen eine Klauenkupplung nur in einer Drehrichtung betrieben, so reicht es aus, in Kraftangriffsrichtung gesehen, nur in jedem zweiten Zwischenraum einen Gleitkeil vorzusehen. Bei dieser Art von Kupplungen muß der Haltekörper entweder elastisch oder starr ausgebildet sein. Der Haltekörper wird bevorzugt starr ausgebllet, wobei In jedem Zwischenraum wenigstens eine Fläche mittels eines Federelements beaufschlagt Ist. Ein solcher Haltekörper kann ohne besonderen Aufwand gefertigt werden, wobei auch die Innen- bzw. Außenfläche, an weicher die GleitkeUe anliegen, die notwendige Festigkeit Im Hinblick auf eine lange Lebensdauer der Kupplung besitzen kann.

Die Federbeaufschlagung der Fläche erfolgt vorteilhaft mittels einer Metallfeder, vorzugsweise einer Tellerfeder, da Kunststoff- oder Gummifederungen keine hinreichende Federkraft aufweisen. Auch die Verwendung einer Reibfeder hat sich bewährt. Mittels der Reibfeder wird bevorzugt die Dämpfung der Wellenkupplung gewährleistet, so daß In vorteilhafter Welse eine Ölschmierung vorgesehen werden kann.

Vorteilhaft 1st jeweils mindestens eine der beiden aneinander anliegenden Flächen (Schräg-Fläcne und/f£;r Gleitfläche) der Kupplungshälfte bzw. des In den Zwischenraum eingreifenden Gleitkeiles schwenkbar. Dies bringt d(p besonders einfache KunstruRtlonsmögllchkeit, da In jedem Betriebszustand der Zwischenraum und der Gleitkell zu einer Radialebene symmetrisch sind.

Der öffnungswinkel des Zwischenraumes 1st, um ein gutes Gleiten der Glelt-Flächen an den Schrag-FlSchen zu ermöglichen, mindestens so groß, daß bei e-'ner Verdrehung der Kupplungshälften zueinander die Reibung In den aneinander gleitenden Flächen eine Radialbewegung des Gleitkeiles zuläßt.

Soll durch die schwenkbare Lagerung mindestens einer der beiden aneinander anliegenden Flächen der öffnungswinkel des Zwischenraumes konstant gehalten werden, so Hegt vorteilhaft die Schwenkachse der

schwenkbaren, federbeaufschlagten Flache In einer die Achse der Kupplung einschließenden Ebene sowie, wie bereits vorstehend gesagt, parallel zu der ebenen Flache, an der die schwenkbare, federbeaufschlagte Fläche anliegt.

Soll durch die Schwenkbarkelt mindestens einer der beiden aneinander anliegenden Flachen ein Ausgleich ungenauen Fluchtens der zu kuppelnden Wellen erzielt werden, so liegt vorteilhaft die Schwenkachse der schwenkbaren, federbeaufschlagten Flache In einer zur Achse der Kupplung senkrechten Ebene sowie, wie bereits vorstehend gesagt, parallel zu der ebenen Flache, an der die schwenkbare, federbeaufschlagte Flache anliegt.

Ist die schwenkbare, federbeaufschlagte Flache nicht nur um eine einzige Schwenkachse schwenkbar, sondern um die beiden zueinander senkrechten Schwenkachsen, die In den vorstehenden Absatzen genannt wurden, so erzielt man mit einer einzigen Konstruktion gleichzeitig den Ausgleich nicht genau miteinander fluchtender Wellen und die Konstanthaltung des öffnungswinkels des Zwischenraumes. Besonders einfache konstruktive Losungen hierfür ergeben sich, wenn die schwenkbare, federbeaufschlagte Flache um eine Schar von Schwenkachsen schwenkbar Ist, die sich In einem Drehpunkt schneiden.

Eine besonders vorteilhafte konstruktive Ausführung mit einer (in einer die Achse der Kupplung einschließenden Ebene oder In einer zur Asche der Kupplung senkrechten Ebene liegenden) Schwenkachse besteht darin, daß die schwenkbare, federbeaufschlagte Flache an einem Ausgleichskörper ausgebildet ist, welcher eine zur Schwenkachse rotatlonssymmetrische zylindrische Drehflache tragt, welche In einer hohlzylindrischen Lagerpfanne lagert, welche federnd in einer Kupplungshälfte bzw. einem Gleitkell gelagert Ist.

Soll bei dieser Konstruktion eine Schwenkbarkelt um zwei zueinander senkrecht stehende Schwenkachsen, von denen die eine in einer die Achse der Kupplung einschließenden Ebene und die andere senkrecht dazu Hegt, erzielt werden, so könnte seinerseits der genannte AusglelchskOrper In einer zu der anderen Schwenkachse rotationssymmetrischen Lagerpfanne einen zweiten gleichartigen AusglelchskOrper tragen, dessen schwenkbare ebene Flache an der anderen Flache anliegt. Konstruktiv einfacher erzielt man diese zweifache Schwenkbarkeit durch eine gleichsam kardanlsche Lagerung. Hlerz ist die schwenkbare, federbeaufschlagte Fläche an einem Ausgleichskörper ausgebildet, welcher eine zu einem Drehpunkt konzentrische Drehfläche trägt, die In einer hohlkugeligen Lagerpfanne lagert, welche federnd in einer Kupplungshälfte bzw. in einem Gleikeil gelagert Ist. Man erzielt so eine schwenkbare Lagerung um eine Schar von Schwenkachsen, die in einer Ebene liegen, welche, wie bereits vorstehend gesagt, parallel zu der ebenen Fläche, an der die schwenkbare, federbeaufschiagte Fläche anliegt, liegt.

Das Federelement ist bevorzugt in einer Bohrung der Kupplungshälften angeordnet, wobei in der Nut oder Bohrung ein gegen die Kraft des Federlements verschiebbarer Lagerkörper vorgesehen ist. Der genannte .Lagerkörper besitzt auf der anderen Seite die hohlzylindrische bzw. hohlkugelige Lagerpfanne, in welcher insbesondere ein Ausgleichskörper mit der schwenkbaren Fläche gelagert ist. Diese besonders einfache konstruktive Ausfahrung ermöglicht ein schnelles Einsetzen oder Austauschen des Federelements. Aufgrund des verschiebbaren Lagerkörpers wird für alle Betriebsbedingungen ein sicheres Anliegen der schwenkbaren Flache an der zugeordneten weiteren Flache gewährleistet.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Wellenkupplungen sind In den Zeichnung dargestellt und wers den nachstehend erläutert.
Es zeigt

FIg 1 einen Schnitt quer zur Drehachse einer als Klauenkupplung ausgebildeten Ausführungsform, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie Il gemäß Flg. I,

Fig. 3 einen Schnitt ähnlich wie In Flg. I dargestellt, jedoch mit gegeneinander verdrehten Kupplungshälften, Flg. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Gleitkeiles mit nur einer schwenkbaren Fläche,

Flg. S einen Schnitt, ähnlich wie In Fig. 2 dargestellt, jedoch mit in den Klauen der Kupplungshälften angeordneten schwenkbaren Flachen,

Flg. 6 eine weitere Ausführungsform einer Klauenkupplung mit einem radial Innenliegenden Haltering und Flg. 7 einen Schnitt entlang der Schnittlinie VU gemäß FI g. 6.

In Flg. 1 Ist ein Schnitt quer zur Achse einer als Klauenkupplung ausgebildeten elastischen Wellenkupplung dargestellt. Eine hintere Kupplungshälfte 14 enthalt drei Klauen 166, 168, 170, welche symmetrisch um die Achse 70 hemm angeordnet sind. Zwischen den genannten Klauer befinden sich drei weitere Klauen 167, 169, 171 einer vorderen, hler nicht näher dargestellten Kupplungshälfte 12. Die Kupplung 1st durch kein Drehmoment ^o belastet, und die Kupplungshälften 12 und 14 sind um keinen Winkel gegeneinander verdreht, so daß die Klauen 166 bis 171 jeweils einen Winkel von 60° zueinander aufweisen. Zwischen den Klauen der vorderen bzw. der hinteren Kupplungshälfte 12 bzw. 14 sind ZwI-schenräume 34 vorhanden. In welchen Gleitkelle 42 bis 47 angeordnet sind. Die Gleitkeile weisen einen etwa dreleckförmigen Querschnitt auf, wobei die radial außen liegenden Obeflächen etwas abgerundet sind. Die Gleitkelle 42 bis 47 liegen mit den genannten Oberflächen an einem umgebenden Haltering 98 an und ihre Außenflächen haben einen geringeren Krümmungsradius als der Haltering. Die Klauen 166, 168, 170 der hinteren Kupplungshälfte 14 tragen quer zur Kraftübertragungsrichtung 32 sich erstreckende Schräg-Flächen 16, 18, 20, 22, 24, 26. Die Klauen 167, 169, 170 der vorderen Kupplungshaifte 12 tragen ebenfalls sich quer zur Kraftübertragungsrichtung 32 erstreckende Schräg-Flächen 17.19, 21, 23, 25, 27. Die genannten Schräg-Flächen sind jeweils eben ausgebildet und sind zur Kraftübertragungsrichtung bzw. Umfangsrichtung unter einem Winkel ang^ ordnet. Von den beiden Kupplungshälften 12 und 14 sind somit jeweils zwei ebene Schräg-Flächen einander paarweise zugewandt, wobei die derart gebildeten Zwischenräume 34 sich jeweils in radialer Richtung nach außen Offnen. Jeder Gleitkeil 42 bis 47 weist an einer Seite je eine hohlzylindrische Lagerpfanne 92 auf, in welcher ein mit einer Zylinderkalotte versehener Ausgleichskörper 74 bis 79 gelagert ist.

Die Schwenkachsen 68 der genannten Ausglelchskörper verlaufen parallel zur Achse 70 und liegen somit jeweils in die genannte Achse 70 einschließenden Axialebenen. Die Ausgleichskörper 74 bis 79 weisen ebene Gleit-Flächen 52 bis 57 auf, mit welchen sie an den jeweiligen Schräg-Flächen der Klauen 171, 166 bis 170 anliegen. Aufgrund der Lagerung der Ausgleichskörper 74 bis 79 mittels Zylinderkalotten in den genannten hohlzylindrischen LageTpfannen 92 der Gleitkelle 42 bis 47 sind die ebenen Gleit-Flächen 52 bis 57 um die jewel-

llge Schwenkachse 68 schwenkbar. Auf der anderen Seite weist jeder Gleitkeil 42 bis 47 weitere Ausgleichskörper 82 bis 87 auf, welche mittels Kugelkalotten In hohlkugeligen Lagerpfannen 96 gelagert sind. Die hohlkugellgen Lagerpfannen 96 befinden sich in Lagerkörpern 97, welehe In den Gleitkellen 42 bis 47 angeordnet sind. Die Ausgleichskörper 82 bis 87 sind somit um je einen Drehpunkt 'S schwenkbar. Auch die Ausgleichskörper 82 bis 87 enthalten ebene Gleit-Flächen 58 bis 63, mit welchen sie an den ebenen Schräg-Flächen der jeweils zugeordneten Klauen anliegen. Jeder der Gleitkelle 42 bis 47 trägt somit zwei voneinander abgewandte ebene Glelt-Flächen 52 bis 63. In der dargestellten Klauenkupplung sind die Gleitflächen der Gleitkeile als schwenkbare Flachen ausgebildet, wobei die ebenen Glelt-Fiachen 52 bis 57 jeweils is um eine zur Achse 70 parallele Schwenkachse 68 und die Glelt-Flächen 58 bis 63 jeweils um einen Drehpunkt 72 schwenkbar sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß anstelle oder auch zusätzlich die ebenen Senfäg-rlöCnen 16 bis 27 der Kupplungshälften In entsprechender Welse um eine Schwenkachse oder einen Drehpunkt drehbar angeordnet sein können. Maßgebend Ist jedoch, daß von den jeweils vier, einem der Zwischenräume 34 zugeordneten Flächen, also jeweils zwei Schräg-Flächen und zwei Gleit-Flächen, wenigstens eine Flache um eine Schwenkachse schwenkbar ist. Hiermit wird für jeden Betriebszustand der Kupplung sichergestellt, daß die Gleit- und Schräg-Flächen jedes Zwischenraumes 34 parallel sind und flichlg aneinander liegen, um hohe Drehmomente Obertragen zu können, ohne daß hierbei zulässig hohe Flachenpressungen auftreten.

In Flg. 2 ist ein Schnitt entlang der Schnittlinie II gemäß FI g. 1 dargestellt, wobei einerseits die Zylinderkalotte des Ausgleichskörpers 76 und andererseits wiederum die Kugelkalotte des Ausgleichskörpers 84 erkennbar sind. Der ringförmige ausgebildete Lagerkörpsr 97 ist !n einer zylindrischen Bohrung 107 verschiebbar angeordnet. Der Lagerkörper 97 Ist In der Bohrung 107 mit einer Spielpassung angeordnet, um In allen Betrlebszuständen eine einwandfreie Verschiebbarkelt des Lagerkörpers zu gewahrleisten. Die Achse 108 der Bohrung 107 verlauft Im wesentlichen senkrecht zur Seitenfläche 109 des Gleltkelles 44, wobei Im unbelasteten Zustand der Kupplung die genannte Seltenflache 109 weltgehend parallel zur gegenüberliegenden Schräg-Fläehe 20 der Klaue 168 liegt. Der Lagerkörper 97 staut sich in Richtung der Achse 108 aber ein Federelement 95 gegenüber dem Gleitkeil 44 ab. Mit anderen Worten, der Ausgleichskörper 84 bzw. dessen schwenkbare, ebene Glelt-Fläche 60 Ist mittels des Federelements 95 zur so zugeordneten Schräg-Fläche 20 hin federbeaufschlagt. Das Federelement 95 Ist eine als Tellerfeder ausgebildete Metallfeder. Wie aus Flg. 2 ersichtlich, weist die Stirnfläche 110 des Lagerkörpers 97 zur Bodenflache der Bohrung 107 bzw. zum Gleitkeil 44 im unbelasteten Zustand der Kupplung einen vorgegebenen Abstand auf, um die geforderte Verschiebbarkelt des Lagerkörpers 97 bzw. die Federbeaufschlagung des Ausgleichskörpers 84 mit setner schwenkbaren Glelt-Fläche 60 zu gewährleisten. Aufgrund des Federelementes 95 wird also die Kupplung elastisch vorgespannt, so .daß die einzelnen Teile der Kupplung spielfrei miteinander In Eingriff stehen. Sofern nur ein einziges Federelement 95 in der gesamten Kupplung vorhanden ist, weist der Haltering 98 eine gewisse Nachgiebigkeit auf, um bei Belastung der Kupplung bzw. beim Verdrehen der beiden Kupplungshälften 13 und 14 die notwendigen Bewegungen der Gleitkelle 42 bis 47 zu ermöglichen. Es sei besonders hervorgehoben, daß der Halilerlng keine Elastizität bzw. eine Federstelflgkelt aufweinen, sondern lediglich nachgiebig verformbar sein muH. Die Dampfungswirkung kann ausschließlich durch die Federstelflgkelt des Federelementes 95 beelnfußt bzw/, durch diese vorgegeben werden. Darüber hinaus kann der Haltering 98 auch starr, also ohne die genannte Nachgiebigkeit, ausgebildet sein. Damit für diesen Fall die Bewegbarkelt der Gleitkelle 42 bis 47 gewährleistet Ist, Ist jedoch dann In jedem der Zwischenräume wenlgsteuis eine der genannten schwenkbaren Flachen federbeaufjichlagt. Dies bedeutet, daß Im Gegensatz zu der In FI i|i. 1 dargestellten Kupplung beispielsweise jeder Ausglelchskörper 82 bis 87, entsprechend der Federbeaufschllagung vom Ausgleichskörper 84, mittels eines Federelciments 95 federbeaufschlagt ist. Bei einer derartigen Auliführungsform mit einem starren und unelastischen Halllerlng 98 wird die Elastizität bzw. die Dämpfungswlrkung allein durch die genannten Federelemente bewirkt.

Weiiicriiiii ΊίαΓιΓί die crfindüngägoriiSSo Kupplung auch

derart ausgebildet sein, daß sowohl der Haltering 98 elastisch verformbar als auch wenigstens eine der schwenkbaren Flächen federbeaufschlagt bzw. elastisch verschiebbar angeordnet Ist. In allen Fällen kann die Drehelastizität, welche maßgebend für die Dampfungseigenschaften der Kupplung bei Torsionsschwingungen oder bei Anfahmtößen Ist, in einfacher Welse durch die Auswahl des öden! der Federelemente(s) 95 bzw. der Federsteiflgkelt vorgegeben und an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden.

Flg. 3 zeigt einen Schnitt durch die Kupplung gemäß Flu,, 1< wobei jedoch die Kupplungshälften 12 und 14 auf Eirund eines zu übertragenden Drehmoments um einen Winkel φ gegeneinander verdreht sind. Die hintere Kupiplungshälfte 14 Ist In der gleichen Stellung wie In FIg: 1 dargestellt, wahrend die vordere Kupplungshälfte 12 mim den Klauen 167,169,171 gegen den Uhrzeigersinn um den Winkel ω verdreht dargestellt 1st. Aufgrund der Veinilrehung sind die Gleitkeile 43, 45, 47 In radialer Richtung nach außen und die Gleitkelle 42, 44, 46 in radialer Richtung nach innen zur Achse 70 hin verschoben., wie es durch die Pfeile 117 angedeutet ist. Obgleich die öffnungswinkel der Zwischenräume 34 bzw. die Winkel zwischen den einen Zwischenraum begrenzenden Sctiiitäg-Flachen sich vergrößern bzw. verkleinern, liegen die Gleitkelle 42 bis 47 mit ihren ebenen Glelt-Flächen 52 (ils 63 aufgrund der schwenkbaren Lagerung an den ebenen Schräg-Flächen 16 bis 27 vollständig an. Es sei an dieser Stelle nochmals hervorgehoben, daß grundsätzlich für jeden Zwischenraum eine schwenkbare Flache ausreicht, wobei diese entweder In dem Gleitkell oder In der Kufiplungshaifte angeordnet sein kann. Aus SymmetriegrOiiden und Im Hinblick auf eine mögliche Unwucht der Kupplung empfiehlt es sich jedoch, wie dargestellt, pro Zwischenraum zwei derartige schwenkbare Flachen von:usehen. Bevorzugt wird für jeden der Zwischenräume 34 auf der einen Seite ein Ausgleichskörper 74 bis 79 mit einer Zylinderkalotte und auf der anderen Seite ein Ausgleichskörper 82 bis 87 mit Kugelkalotte vorgesehen. Aufgrund der Zylinderkalotten, deren Schwenkachse 68 im wesentlichen parallel zur Achse 70 der Kupplung verlauft, wird eine Stabilisierung des Gleitkeils In lUchtung der Achse 70 und eine Anpassung an Änderungen des Umfangwinkels bewirkt. Aufgrund der Kuijelkalotten wird sowohl eine Anpassung bzw. ein Ausgleich von Umfangswinkeländerungen als auch ein Ausgleich eines Winkelversatzes der Achsen beider Kuifiplungshälften 12 und 14 bewirkt.

F^:ig. 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Gleltkelles,

welcher nur eine schwenkbare Fläche aufweist. Der Einfachheit halber sei angenommen, daß es sich hler wiederum um den Gleitkell 44 handelt, bei welchem jedoch anstelle des um eine Schwenkachse schwenkbaren Ausglelchskörpers mit einer Glelt-Fläche die Glelt-Fläche 54 unmittelbar an dem Gleitkeil 44 befestigt Ist. Der Lagerkörper 97 für den Ausgleichskörper 84 Ist wiederum mit einer Bohrung !07 in Richtung der Achse 108 verschiebbar angeordnet. In der Bohrung 107 ist weiterhin eine Reibfeder vorgesehen, auf welcher sich der Lagerkörper 97 mit seiner hinteren Stirnfläche 110 abstützt. Die Reibfeder besteht aus zwei äußeren Ringen 123, 125, auf welchen über konische Flächen sich ein mittlerer Ring 129 abstützt. Eine derartige Reibfeder Ist Im Hinblick auf die Dämpfungscharakteristik der Kupplung von besonderer Bedeutung, da der Reibbeiwert sehr genau vorgegeben und beibehalten werden kann. Durch geeignete Auswahl bzw. Dimensionierung der Reibfedern kann daher In besonders einfacher Weise die Dämpfungscharakteristik der Kupplung beeinflußt werden.

In Flg. S ist ein Schnitt ähnlich Fig. 2 dargestellt, jedoch mit In den Klauen 167 und 168 angeordneten schwenkbaren Flächen. Es Ist ohne weiteres ersichtlich, daß auch bei dieser Ausfuhrungsform, bei welcher die Ausgleichskörper 76 und 84 in den Klauen 167 und 168 angeordnet sind, der Gleitkell 44 In der geforderten Welse verschiebbar Ist, wobei die einander zugeordneten ebenen Flächen in jedem Betriebszustand vollständig aneinander liegen. Der Ausgleichskörper 76 ist mit seiner Zyllnuerkalotte in der hohlzylindrischen Lagerpfanne eines Lagerkörpers 131 gelagert. Der Lagerkörper 131 ist In einer Nut 137 der Klaue 167 verschiebbar. In der genannten Nut 137 befindet sich ein Federelement 95, welches als Tellerfeder ausgebildet ist. Die In der oben angegebenen Welse schwenkbare Flache des Ausgleichskörpers 76 Ist somit In Richtung auf die zugeordnete Gleit-Flache des Gleitkeiles 44 federbeaufschlagi. Der Ausgleichskörper 84 ist in entsprechender Weise in der Klaue 168 der Kupplungshälfte 12 federnd In einer Kugelkalotte gelagert.

In Fig. 6 ist eine Ausführungsform der elastischen Wellenkupplung mit einem radial innen liegenden Haltering 398 dargestellt. Die vordere Kupplungshälfte 12 weist auf einer kreisförmigen Kupplungsscheibe drei gleichmäßig Ober den Umfang verteilte Klauen 370, 372, 374 auf, welche sich in Richtung der Achse 70 erstrekken, wobei zwischen den Klauen Lücken frei bleiben. In diese Lücken 351 greifen entsprechende Klauen 366, 368, 380 der hinteren Kupplungshälfte 14 ein. Einander gegenüberstehende Klauen weisen ebene Schräg-Flächen 316, 318, 320 der vorderen Kupplungshälfte 12 und ebene Schräg-Flächen 324, 326, 328 der hinteren Kupplungshälfte 14 auf. Die genannten Schräg-Flächen erstrecken sich nicht vollständig bis zum Außenumfang. 144 bzw. 146 der Kupplungshälften, sondern gehen in Radialflächen 333, 335 über, welche sich mit peripherem Abstand gegenüberstehen und die zur Begrenzung des Elastizitätsbereichs der Kupplung dienen. Die radiale Länge der Radialflächen 333, 335 beträgt jeweils ungefähr ein Drittel bis ein Fünftel der radialen Dicke der Klauen. Die Klauen sind jeweils in Fern von Kreisring-Sektoren ausgebildet. Hierbei befindet sich zwischen jenen Bereichen der Klauen, die keine Schräg-Flächen aufweisen, jeweils eine im wesentlichen radial verlaufende Lücke 351, deren Weite ungefähr gleich ist dem peripheren Abstand der Radialflächen 333,335.

Im Unterschied zu dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel der Flg. 1 sind zwischen den Klauen nur drei Zwischenräume 334 mit Gleitkellen 342, 344, 346 vorgesehen, deren Querschnitt etwa dreieckförmlg ausgebildet Ist. In jedem Gleitkell sind in den beiden Flächen, welchen den Klagen gegenüberliegen, Ausgleichskörper 82 bis 87 mit einer Kugelkalotte allseitig schwenkbar gelagert. Die Ausgleichskörper 82 bis 87 sind mit Ihren Kugelkalotten in hohlkugeligen Lagerpfannen 96 um einen Drehpunkt 72 schwenkbar angeordnet. Die Ausgleichskörper 82 bis 87 weisen jeweils ebene Glelt-Flächen 358 bis 363 auf, welche jeweils an einer der Schräg-Flächen 316, 318, 320, 324, 326, 328 anliegen. In den Gleitkeilen 342, 344, 346 sind die Ausgleichskörper 83, 84, 87 jeweils mittels eines ringförmigen Lagerkörpers 97 In einer zylindrischen Bohrung verschiebbar angeordnet.

Mittels des Federelements 95, welches als Tellerfeder ausgebildet Ist, wird zum Beispiel der Ausgleichskörper 84 mit seiner ebenen Glelt-Fläche 359 auf die zugeordnete Schräg-Fläche 318 der Klaue 372 gedrückt. Auch bei dieser Ausfuhrungsform der elastischen Wellenkupplung erfolgt somit mittels des Federelements 95 eine Vorspannung.

Innerhalb der Klauen ist der elastisch verformbare Haltering 398 angeordnet, auf welchem sich die Gleitkelle 342, 344, 346 mit Ihrer Dreieckseite bzw. mit Ihren AnIageflächen 182, 184, 186 anlegen. Die Radien u der Anlagenachen 182, 184, 186 sind jeweils etwas größer als der äußere Radius r₃ des Halterings 398. Um die Dämpfungscharakteristik der Klauenkupplung verstellen zu können. Ist jeweils eine Im wesentlichen radial verlaufende

JO Schraube 327, 329, 330 an jeweils eine der Klauen 366. 368, 380 Im Bereich zwischen den Gleitkeilen in der Nähe der Lücken 351 angeordnet. Die genannten Schrauben ragen in radialer Richtung in den Innenraum der Kupplung und bilden so einen Anschlag für den Halteis ring 398. Die genannten Schrauben sind jedoch nur dann erforderlich, wenn der Haltering 398 elastisch verformbar ist.

Wie oben bereits ausführlich erläutert, kann entsprechend der Ausbildung des Halterings 98 auch der Haltering 398 starr ausgebildet sein. In diesem Fall muß in jedem Zwischenraum wenigstens eine der schwenkbaren Flächen von einem Federelement beaufschlagt sein, sofern die Kupplung drehelastisch sein soll. Für eine drehsteife Wellenkupplung ist hingegen aus den oben

■»5 genannten Gründen nur ein einziges Federelement erforderlich.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie VII gemäß Flg. 6. Wird die Kupplung durch ein an der vorderen Kupplungshälfte 12 in Richtung des Pfeiles 32 angreifendes Drehmoment belastet, so kommt eine Winkelverdrehung der beiden Kupplungshälften 12 und 14 zustande, und der Abstand zwischen beiden Klauen 370 und 366 bzw. deren Schräg-Flächen 316 und 324 verringert sich. Infolgedessen wird der Gleitkeil 342 ebenso wie die anderen Gleitkeile 344, 346 gegen den Widerstand des Halteringes 398 nach innen gedrückt, wobei dieser sich elastisch verformt. Falls hingegen der innere Haltering 398 starr ausgebildet ist und in jedem der Zwischenräume 334 wenigstens eine der schwenkbaren Flächen federbeaufschlagt ist, so wird durch die Nachgiebigkeit der Federelemente die elastische Verdrehung der beiden Kupplungshälften 12 und 14 ermöglicht.

Bezugszeichenliste

vordere bzw. hintere Kuppiungshäifte
ebene Schräg-Fläche von 12

„ 12 bzw. 14
17, 19, 21, 23,

25,27

	30	36	Hierzu 3	5	570
11
ebene Schräg-Fläche von 14	16, IS, 20, 22,			Stirnfläche
	24,26			äußerer Ring
Kraftübertragiingsrlchtung	32		mittlerer Ring
iwischenraum	34	10	Lagerkörper
Gleitkeil	42 bis 47		Nut
ebene Glelt-Fläche	52 bis 57		Außenumfang
ebene Glelt-Fläche	58 bis 63		Klauen von 14
Schwenkachse	68		Klauen von 12
Achse der Kupplung	70	15	Anlagefläche
Drehpunkt	72		Schräg-Fläche
Ausgleichskörper	74 bis 79
Ausgleichskörper	82 bis 87		Schraube
hohlzylindrische Lagerpfanne	92		Zwischenraum
Federelement	95	20	Radialfläche
hohlkugelige Lag^rpfanne	96	Blatt	Gleitkeil
Lagerkörper	97	Lücke
Hältering	98	ebene Glelt-Fläch
zylindrische Bohrung	107	Klauen von 14
Achse der Bohrung	108	Klauen von 12
Seitenfläche	109	Haltering
	Zeichnungen

12

uo

123, 125
129
131
137
144. Mt

166, 168, 170

167, 159, 171 182, 184, 186 316, 318, 320, 324, 326, 328 327, 329, 330 334

333, 335

342, 344, 346

351

358 bis 363

366, 368, 380

370, 372, 374

398

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Wellenkupplung mit zwei Kupplungshälften, welche jeweils mindestens zwei quer zur Umfangsrichtung orientierte und radial dazu geneigte ebene Schräg-Flächen tragen, wobei jeweils zwei ebene Schräg-Flächen der treibenden und der getriebenen Kupplungshälfte paarweise einander zugewandt sind und Zwischenräume begrenzen, mit In den Zwischenräumen angeordneten Gleitkeilen, welche jeweils zwei voneinander abgewandte ebene Glelt-Flächen tragen, sowie mit einem im wesentlichen ringförmigen Haltekörper, an welchem die Gleitkeile anliegen, wobei jede Schräg-Fläche an einer Gleit-Fläche anliegt und wobei an den vier einander zugeordneten Flächen (zwei Schräg-Flächen der Kupplungshälften, zwei Glelt-Flächen des Gleitkeils) eines jeden Zwischenraums mindestens eine um wenigstens eine Schwenkachse schwenkbar Ist, welche zu derjenigen ebenen Fläche parallel ist, an weicher die schwenkbare Räche anliegt,

dadurch gekennzeichnet, daß In wenigstens einem Zwischenraum (34) wenigstens eine schwenkbare Fläche (60, 359) an einem Ausgleichskörper (84) angeordnet ist,

daß der Ausglelchskörper (84) in einer hohlzylindrischen oder hohlkugeligen Lagerpfanne (96) schwenkbar gelagert Ist, wobei der Ausglelchskörper (84) und die Lagerpfanne (96) einander zugeordnete komplementäre Dreschen aufweisen,
und daß die Lagerpfanne (96) mittels eines Federelements (95) Im wesentlichen senkrecht zur schwenkbaren Fläche (60, 359) federnd in finer Kupplungshälfte (12, 14) bzw. in einem Gleitkeil <-j2 bis 47) gelagert Ist.

2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, welche als Klauenkupplung ausgebildet Ist, dadurch gekennzeichnet, daß In wenigstens einem, vorzugsweise In einem einzigen, Zwischenraum (34) wenigstens eine der genannten vier Flächen mittels des Federelements -to (95) beaufschlagt tet und daß der Haltekörper (98) nachgiebig verformbar oder elastisch ausgebildet Ist.

3. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Zwischenraum (34) wenigstens eine der genannten vier Flächen mittels «5 des Federelements (95) beaufschlagt Ist und daß der Haltekörper (98, 398) elastisch oder starr ausgebilet Ist.

4. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (95) aus Metall besteht.

5. Wellenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (95) als Tellerfeder ausgebildet Ist.

6. Wellenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (95) als Reibfeder ausgebildet Ist.

7. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche Γ bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens eine der beiden aneinander anliegenden Flächen (Schräg-Fläche 16 bis 27 und/oder Glelt-Fläche 52 bis 63) der Kupplungshäif'e (12, 14) bzw. des Gleitkeils (42 bis 47) schwenkbar Ist.

8. Wellenkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (34) und der Gleitkell (42 bis 47) zu einer Radialebene (134) symmetrisch sind.

9. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse

(68) der schwenkbaren Fläche in einer die Achse (70) der Wellenkupplung einschließenden Fläche IlegL

10. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (68) der schwenkbaren Fläche in einer zur Achse (70) der Wellenkupplung senkrechten Ebene Hegt.

11. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dia schwenkbare Fläche um eine Schar von Schwenkachse!!, schwenkbar ist, welche sich In einem Drehpunkt (72) schneiden.

12. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (95) in einer Bohrung (107) oder einer Nut (137) eines Gleitkeiles (42 bis 47) oder einer Kupplungshälfte (12, 14) angeordnet ist und daß in der Bohrung (107) oder Nut (137) ein verschiebbarer Lagerkörper (97) für die schwenkbare Fläche vorgesehen ist.